Селекция растений на улучшение качества масла заключается в создании сортов и гибридов с новыми типами масел, определяемыми характером его использования. Увеличение степени насыщенности масла за счет повышения содержания пальмитиновой кислоты существенно изменит его физико-химические свойства, в частности усилит его оксистабильность.
Предполагается, что создание гибридов подсолнечника с повышенным содержанием пальмитиновой кислоты в масле позволит обеспечить сырьем маслоперерабатывающую промышленность для получения высококачественного растительного масла как натурального заменителя твердых гидрированных жиров, не содержащего трансизомеров жирных кислот.
Обычные сорта и гибриды подсолнечника синтезируют около 6 % пальмитиновой кислоты (С16:0) от суммы жирных кислот [1].
Болгарские ученые в 1979 г. впервые получили мутантную линию 275НР с содержанием пальмитиновой кислоты около 25 % при использовании облучения семян сорта Заря у-лучами и последующего самоопыления и отбора [5]. Испанскими учеными также была обнаружена мутация, вызывающая повышенное содержание пальмитиновой кислоты около 25 % в масле семян подсолнечника при использовании облучения семян Х- лучами, и получена мутантная линия CAS-5 [6]. В обоих случаях у мутантов наблюдалось повышенное содержание пальмитолеиновой кислоты (С16:1) около 4 %. Имеется сообщение о высокопальмитиновых мутантных формах до 40 %, созданных в результате химического мутагенеза в Институте растениеводства, г. Харьков [2]. Фирма Пионер, США, получила патент на признак высокопальмитиновости в семенах подсолнечника с содержанием пальмитиновой кислоты 20–45 % [3]. Источник этого признака связан с гермоплазмой из Румынии и генбанком семян Республики Южная Африка.
Сотрудники ВНИИМК также поставили цель обнаружить мутацию с повышенным содержанием пальмитиновой кислоты в составе жирных кислот и получить донорскую линию этого признака [4].
В исследованиях были использованы сорта и селекционные линии подсолнечника ВНИИМК, коллекционные образцы ВИР, а также стерильные аналоги материнских линий, поступающих во ВНИИМК в рамках экологических испытаний.
Состав жирных кислот масла семян подсолнечника определяли методом газожидкостной хроматографии. При анализе состава жирных кислот масла в отдельных семянках с сохранением их жизнеспособности отделяли 1/3–1/4 часть семядолей (10–25 мг). Сбор хроматографических данных осуществляли через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) путем непосредственного накопления информации на базе персонального компьютера с последующей полуавтоматической их обработкой программой CHROM 2000 проводили стандартную статистическую обработку данных.
В случае использования химического мутагенеза семена замачивали в 0,05%-ном водном растворе НЭМ на 16 ч, промывали водой и высевали в почву.
В 1987 г. семена сорта Юбилейный 60 были подвергнуты химическому мутагенезу. В 1990 г. в одной самоопыленной корзинке М3 (I2) при анализе отдельных семян было обнаружено расщепление. Четырнадцать семян из 100 обладали содержанием пальмитиновой кислоты от 22 до
30 %, количество пальмитолеиновой кислоты изменялось от б до 8 %. Отсутствие автофертильности при дальнейшем самоопылении не позволило, к сожалению, получить инбредную линию.
В 1990 г. в одной самоопыленной корзинке I2 коллекционного образца ВИР К2222 было обнаружено 3 семянки из 40 с повышенным содержанием пальмитиновой кислоты около 14 % и содержанием пальмитолеиновой кислоты около 1 %. При выращивании семян после прижизненного анализа все растения погибли.
В 1992 г. также в одной самоопыленной корзинке интродукционного номера коллекции ВИР Ин. № 429934, полученного из Афганистана, выделилось 5 семян из 30 с содержанием пальмитиновой кислоты от 21 до 26 % при содержании пальмитолеиновой кислоты около б %. Выращивание растений из отдельных семян после их прижизненного анализа оказалось неудачным.
Следовательно, три первые попытки получить линию с повышенным содержанием пальмитиновой кислоты не были успешными.
В результате дальнейшего широкомасштабного поиска в 2001 г. была обнаружена мутация, вызывающая повышенное содержание пальмитиновой кислоты в масле семян подсолнечника в стерильной линии, полученной из Украины в рамках обмена коллекционным материалом. Пределы варьирования содержания пальмитиновой кислоты для этой линии из 15 проанализированных семянок с сохранением их жизнеспособности составили от 11 до 27 % (табл. 1).
Таблица 1. Состав жирных кислот масла семян ЦМС линии – источника признака повышенного содержания пальмитиновой кислоты
| № семянки |
Состав жирных кислот, % от суммы |
| С16:0 |
С16:1 |
С18:0 |
С18:1 |
С18:2 |
| 1 |
20,5 |
1,7 |
3,6 |
14,1 |
60,1 |
| 2 |
13,4 |
0,6 |
8,7 |
19,7 |
57,6 |
| 3 |
25,3 |
2,2 |
5,7 |
11,8 |
55,0 |
| 4 |
12,0 |
0,9 |
5,3 |
17,6 |
64,2 |
| 5 |
25,7 |
3,4 |
4,8 |
13,2 |
52,9 |
| 6 |
26,6 |
3,7 |
3,0 |
13,2 |
53,5 |
| 7 |
12,3 |
0,4 |
7,3 |
19,7 |
60,3 |
| 8 |
11,3 |
0,5 |
4,5 |
18,4 |
65,2 |
| 9 |
22,5 |
2,5 |
4,9 |
14,4 |
55,7 |
| 10 |
14,8 |
1,6 |
0,8 |
10,3 |
72,4 |
| 11 |
24,1 |
3,7 |
4,7 |
13,4 |
54,1 |
| 12 |
25,7 |
4,0 |
6,3 |
11,0 |
53,0 |
| 13 |
25,7 |
3,0 |
4,2 |
12,9 |
54,2 |
| 14 |
15,5 |
1,4 |
6,9 |
16,6 |
59,5 |
| 15 |
21,0 |
2,3 |
5,2 |
13,4 |
58,1 |
Особенностью состава жирных кислот мутанта с повышенным содержанием пальмитиновой кислоты явилось появление пальмитолеиновой кислоты до 4 %, что согласуется с данными зарубежных авторов. В обычных семенах подсолнечника ее содержание не превышало 0,1 % от суммы кислот.
В камере искусственного климата нам удалось вырастить два ЦМС рас- тения из семянок № 12 и 15, которые были скрещены с линией ВК580, имеющей ген восстановления фертильности. Гибридные семена были высеяны в мае 2002 г., и в результате самоопыления получены семена F2 в количестве, достаточном для создания донорской линии, несущей признак повышенного содержания пальмитиновой кислоты.
Результаты анализа состава жирных кислот в семенах F2 пяти самоопыленных корзинок урожая 2002 г. показали широкое варьирование содержания пальмитиновой кислоты от 4,5 до 24,0 % от суммы кислот. Так как изменчивость признака было трудно разбить на дискретные классы, выделили только мутантный класс с содержанием пальмитиновой кислоты от 17 до 24 %. После четырех поколений самоопыления и отбора в 2004 г. получили гомозиготную линию, которая была названа ЛГ 30. Фенотипическая изменчивость состава жирных кислот показывает незначительную вариабельность по отличительному признаку этой линии – повышенному содержанию пальмитиновой кислоты (табл. 2).
Таблица 2. Фенотипическое варьирование состава жирных кислот масла отдельных семян линии ЛГ ЗО
| № семянки |
Состав жирных кислот, % от суммы |
| С16:0 |
С16:1 |
С1б:2 |
С18:0 |
С18:1 |
С18:2 |
| 1 |
22,5 |
3,8 |
1,6 |
2,2 |
8,2 |
61,7 |
| 2 |
23,0 |
3,6 |
1,6 |
2,7 |
8,4 |
60,7 |
| 3 |
27,2 |
3,4 |
0,7 |
4,3 |
8,2 |
56,2 |
| 4 |
26,6 |
3,4 |
0,7 |
4,3 |
7,9 |
57,1 |
| 5 |
23,2 |
3,5 |
1,9 |
2,3 |
7,9 |
61,2 |
| б |
23,2 |
4,1 |
2,3 |
1,9 |
8,5 |
60,0 |
| 7 |
24,9 |
4,0 |
1,4 |
2,7 |
8,1 |
59,8 |
| 8 |
21,8 |
3,7 |
1,8 |
1,9 |
8,5 |
62,3 |
| 9 |
24,4 |
4,4 |
2,2 |
2,1 |
8,4 |
59,5 |
| 10 |
24,2 |
3,4 |
1,0 |
4,7 |
8,3 |
58,4 |
| среднее |
24,1 |
3,7 |
1,5 |
2,9 |
8,2 |
59,7 |
| max |
27,2 |
4,4 |
2,3 |
4,7 |
8,5 |
62,3 |
| min |
21,8 |
3,4 |
0,7 |
1,9 |
7,9 |
56,2 |
| S |
1,7 |
0,3 |
0,6 |
1,1 |
0,2 |
2,0 |
| CV, % |
7 |
8 |
40 |
38 |
2 |
3 |
Предел варьирования пальмитиновой кислоты составляет от 22 до митиновой кислоты в масле семян линии ЛГ 30 происходит в основном за счет олеиновой и стеаринной жирных кислот, а количество линолевой кислоты изменяется незначительно. В результате мутационного нарушения биосинтеза появилась в заметных количествах, до 2 % от суммы, не характерная как для подсолнечника, так и для многих масличных культур, предположительно, пальмитолинолевая кислота (С16:2) кислот (см. рисунок).
Хроматограммы метиловых эфиров жирных кислот масла средних проб семян: а – обычная линия линолевого типа б – линия ЛГ ЗО с повышенным содержанием пальмитиновой кислоты; 1 – С16:0 – пальмитиновая,
2 – С16:1– пальмитолеиновая, 3 – С16:2 – пальмитолинолевая,
4 – С18:0 – стеариновая, 5 – С18:1 – олеиновая, 6 – С18:2 – линолевая
Таким образом, полученная линия подсолнечника Г 30 с повышенным содержанием пальмитиновой кислоты около 24 % от суммы жирных кислот в масле семян обладает стабильным проявлением признака, не несет в фенотипе отрицательных биологических свойств и может быть использована в качестве донора в селекционно-генетических работах.
Источник: Журнал "Масла и жиры" |
